Wärme- und Kälteversorgung in Städten und Regionen mit hohen Anteilen an erneuerbaren Energien in der Stromversorgung

Im Rahmen der VDE Taskforce "Strom im Wärmemarkt" hat Serafin von Roon mit Partnern aus der Arbeitsgruppe beim VDE-Kongress 2014 ausgewählte Ergebnisse veröffentlicht. Den Vortrag hielt Dr. Bernhard Wille-Haussmann vom Fraunhofer ISE.


Autoren

Dr. Bernhard Wille-Haussmann (Fraunhofer ISE Freiburg)
Marc Brunner (Universität Stuttgart),
Norman Gerhardt (Fraunhofer IWES),
Dr. Martin Kleimaier (ETG),
Dr. Philip Mayrhofer (Enerstorage GmbH),
Arno Poehlmann (LEW),
Joerg Rummeni (RWE Effizienz GmbH),
Dr. Serafin von Roon (FfE GmbH),
Jens Werner (TU Dresden)


Zusammenfassung

Die Nutzung von Strom in Wärmeanwendungen (P2H) wird getrieben durch den sinken thermischen Bedarf, die Zielstellungen erneuerbare Quellen in allen Bereichen einzusetzen und sinkende Stromgestehungskosten von ErneuerbarenEnergien (EE). Diese Anwendungen sind in der Regel mit Speichern kombiniert und bieten Flexibilitäten für die Energieversorgung. Je nach zu unterscheidender Systemgrenze Gebäude, Niederspannungsnetz oder Region ergeben sich verschiedene Auswirkungen. Diese werden in Verbindung mit aktuellen Rahmenbedingungen diskutiert.

In den betrachteten Szenarien wurde untersucht, welche Beiträge P2H auf den verschiedenen Systemebenen liefern kann. Für das Hausenergiesystem wurde gezeigt, dass - motiviert durch sinkende PV-Preise und damit sinkenden Stromgestehungskosten - der PV-Anteil am Stromverbrauch durch elektrische Raumheizung oder Brauchwasserbereitung gesteigert werden konnte. Je nach Speichergröße konnte die PV Einspeisespitze um ca. 25 % gesenkt werden.

Betrachtet man einen Wärmepumpenverbund im Niederspannungsnetz, kann der Verbund sehr gut als flexibler Verbraucher zugeschaltet werden. Diese Fähigkeit nimmt jedoch naturgemäß aufgrund des geringen bzw. gar nicht vorhandenen Heizwärmebedarfs bis zum Sommer stark ab. Höhere Speichervolumina ermöglichen hierbei generell eine höhere Flexibilität.

Die Betrachtung von Einspeisemanagement für Schleswig-Holstein zeigt ein wirtschaftlich nutzbares Potential für P2H von 1,3 GW. Darüber hinaus sind Stromheizungen schnell und präzise regelbar und daher ideal für die Erbringung von Regelleistung geeignet. Bei Abruf von P2H bei EE-Überschüssen ersetzen diese Systeme fossile Brennstoffe, da hierdurch die Wärmeerzeugung auf Basis fossiler Quellen entsprechend zurückgefahren werden kann.


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